1. 簡介
GCC 的意思也只是 GNU C Compiler 而已。經過了這麼多年的發展,GCC 已經不僅僅能支持 C 語言;它現在還支持 Ada 語言、C++ 語言、Java 語言、Objective C 語言、Pascal 語言、COBOL語言,以及支持函數式編程和邏輯編程的 Mercury 語言,等等。而 GCC 也不再單只是 GNU C 語言編譯器的意思了,而是變成了 GNU Compiler Collection 也即是 GNU 編譯器家族的意思了。另一方面,說到 GCC 對於操作系統平台及硬件平台支持,概括起來就是一句話:無所不在。
2. 簡單編譯
示例程序如下:
//test.c #include int main(void) { printf("Hello World!\n"); return 0; }
這個程序,一步到位的編譯指令是:
gcc test.c -o test
實質上,上述編譯過程是分為四個階段進行的,即預處理(也稱預編譯,Preprocessing)、編譯(Compilation)、匯編 (Assembly)和連接(Linking)。
2.1 預處理
gcc -E test.c -o test.i 或 gcc -E test.c
可以輸出test.i文件中存放著test.c經預處理之後的代碼。打開test.i文件,看一看,就明白了。後面那條指令,是直接在命令行窗口中輸出預處理後的代碼。
gcc的-E選項,可以讓編譯器在預處理後停止,並輸出預處理結果。在本例中,預處理結果就是將stdio.h 文件中的內容插入到test.c中了。
2.2 編譯為匯編代碼(Compilation)
預處理之後,可直接對生成的test.i文件編譯,生成匯編代碼:
gcc -S test.i -o test.s
gcc的-S選項,表示在程序編譯期間,在生成匯編代碼後,停止,-o輸出匯編代碼文件。
2.3 匯編(Assembly)
對於上一小節中生成的匯編代碼文件test.s,gas匯編器負責將其編譯為目標文件,如下:
gcc -c test.s -o test.o
2.4 連接(Linking)
gcc連接器是gas提供的,負責將程序的目標文件與所需的所有附加的目標文件連接起來,最終生成可執行文件。附加的目標文件包括靜態連接庫和動態連接庫。
對於上一小節中生成的test.o,將其與C標准輸入輸出庫進行連接,最終生成程序test
gcc test.o -o test
在命令行窗口中,執行./test, 讓它說HelloWorld吧!
3. 多個程序文件的編譯
通常整個程序是由多個源文件組成的,相應地也就形成了多個編譯單元,使用GCC能夠很好地管理這些編譯單元。假設有一個由test1.c和 test2.c兩個源文件組成的程序,為了對它們進行編譯,並最終生成可執行程序test,可以使用下面這條命令:
gcc test1.c test2.c -o test
如果同時處理的文件不止一個,GCC仍然會按照預處理、編譯和鏈接的過程依次進行。如果深究起來,上面這條命令大致相當於依次執行如下三條命令:
gcc -c test1.c -o test1.o gcc -c test2.c -o test2.o gcc test1.o test2.o -o test
4. 檢錯
gcc -pedantic illcode.c -o illcode
-pedantic編譯選項並不能保證被編譯程序與ANSI/ISO C標准的完全兼容,它僅僅只能用來幫助Linux程序員離這個目標越來越近。或者換句話說,-pedantic選項能夠幫助程序員發現一些不符合 ANSI/ISO C標准的代碼,但不是全部,事實上只有ANSI/ISO C語言標准中要求進行編譯器診斷的那些情況,才有可能被GCC發現並提出警告。
除了-pedantic之外,GCC還有一些其它編譯選項也能夠產生有用的警告信息。這些選項大多以-W開頭,其中最有價值的當數-Wall了,使用它能夠使GCC產生盡可能多的警告信息。
gcc -Wall illcode.c -o illcode
GCC給出的警告信息雖然從嚴格意義上說不能算作錯誤,但卻很可能成為錯誤的棲身之所。一個優秀的Linux程序員應該盡量避免產生警告信息,使自己的代碼始終保持標准、健壯的特性。所以將警告信息當成編碼錯誤來對待,是一種值得贊揚的行為!所以,在編譯程序時帶上-Werror選項,那麼GCC會在所有產生警告的地方停止編譯,迫使程序員對自己的代碼進行修改,如下:
gcc -Werror test.c -o test
5. 庫文件連接
開發軟件時,完全不使用第三方函數庫的情況是比較少見的,通常來講都需要借助許多函數庫的支持才能夠完成相應的功能。從程序員的角度看,函數庫實際上就是一些頭文件(.h)和庫文件(so、或lib、dll)的集合。\。雖然Linux下的大多數函數都默認將頭文件放到/usr/include/目錄下,而庫文件則放到/usr/lib/目錄下;Windows所使用的庫文件主要放在Visual Stido的目錄下的include和lib,以及系統文件夾下。但也有的時候,我們要用的庫不再這些目錄下,所以GCC在編譯時必須用自己的辦法來查找所需要的頭文件和庫文件。
例如我們的程序test.c是在linux上使用c連接mysql,這個時候我們需要去mysql官網下載MySQL Connectors的C庫,下載下來解壓之後,有一個include文件夾,裡面包含mysql connectors的頭文件,還有一個lib文件夾,裡面包含二進制so文件libmysqlclient.so
其中inclulde文件夾的路徑是 /usr/dev/mysql/include ,lib文件夾是 /usr/dev/mysql/lib
5.1 編譯成可執行文件
首先我們要進行編譯test.c為目標文件,這個時候需要執行
gcc –c –I /usr/dev/mysql/include test.c –o test.o
5.2 鏈接
最後我們把所有目標文件鏈接成可執行文件:
gcc –L /usr/dev/mysql/lib –lmysqlclient test.o –o test
Linux下的庫文件分為兩大類分別是動態鏈接庫(通常以.so結尾)和靜態鏈接庫(通常以.a結尾),二者的區別僅在於程序執行時所需的代碼是在運行時動態加載的,還是在編譯時靜態加載的。
5.3 強制鏈接時使用靜態鏈接庫
默認情況下, GCC在鏈接時優先使用動態鏈接庫,只有當動態鏈接庫不存在時才考慮使用靜態鏈接庫,如果需要的話可以在編譯時加上-static選項,強制使用靜態鏈接庫。
在/usr/dev/mysql/lib目錄下有鏈接時所需要的庫文件libmysqlclient.so和libmysqlclient.a,為了讓GCC在鏈接時只用到靜態鏈接庫,可以使用下面的命令:
gcc –L /usr/dev/mysql/lib –static –lmysqlclient test.o –o test
靜態庫鏈接時搜索路徑順序:
1. ld會去找GCC命令中的參數-L
2. 再找gcc的環境變量LIBRARY_PATH
3. 再找內定目錄 /lib /usr/lib /usr/local/lib 這是當初compile gcc時寫在程序內的
動態鏈接時、執行時搜索路徑順序:
1. 編譯目標代碼時指定的動態庫搜索路徑
2. 環境變量LD_LIBRARY_PATH指定的動態庫搜索路徑
3. 配置文件/etc/ld.so.conf中指定的動態庫搜索路徑
4. 默認的動態庫搜索路徑/lib
5. 默認的動態庫搜索路徑/usr/lib
有關環境變量:
LIBRARY_PATH環境變量:指定程序靜態鏈接庫文件搜索路徑
LD_LIBRARY_PATH環境變量:指定程序動態鏈接庫文件搜索路徑